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스마트시티/빌딩

[기고] 기능 세이프티를 위한 모터 컨트롤 설계 가속화

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글. 제프 스태포드(Jeff Stafford), TI 모터 솔루션, 텍사스 인스트루먼트

서론

차별화된 모터 드라이브 설계는 복잡한 작업이다. 이와 같은 드라이브는 단일 프로세서로 제한된 메모리 크기, 프로세싱 시간 그리고 모터로 인한 전기 소음 및 장애와 같은 복잡한 문제로 인해 실시간 임베디드 설계를 제한하는 경우가 종종 있다.

기능 세이프티 및 인증 요건을 추가할 때, 새로운 설계, 테스트 및 문서 제공에는 상당한 노력이 요구된다. 추가적인 기능 세이프티를 제공하기 위해 차별화된 기능 세이프티 모터 드라이브를 적시에 적절한 예산으로 제공하는 데 많은 제약과 어려움이 뒤따른다.

세이프티 인증 작업은 시장 진출 시간에 직접적인 영향을 미치며, 프로젝트 비용에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 제품 업데이트를 위한 재인증으로 인해 설계 업데이트의 지연이나 누락이 발생할 수도 있다.

텍사스 인스트루먼트(TI)의 기능 세이프티를 위한 SafeTI™ 설계 패키지는 기능 세이프티 설계 프로세스를 간소화하는 제품이다. 설계자는 SafeTI 패키지를 사용해 세이프티 인증에 따르는 문제를 해결하고, 엔지니어링 및 마케팅 팀이 차별화된 제품을 제공하는 데 집중할 수 있게 한다.

세이프티가 중시되는 현대 사회

오토모티브 시스템, 산업 자동화, 가전제품 등을 포함한 다양한 애플리케이션의 기능 세이프티 표준을 통해 우리는 안전하게 제품을 이용할 수 있다. 기능 세이프티 표준은 경쟁 제품과 차별화된 요소를 제공하기도 한다.

기능 세이프티를 위한 SafeTI 설계 패키지를 통해 설계자는 국제 기능 세이프티 표준(IEC 61508, IEC 60730 및 ISO 26262)에 대한 적합성을 달성하고 제품을 신속하게 시장화할 수 있다. 또한, 설계자는 현재 산업 표준의 기본적인 요구조건 그 이상을 충족할 수도 있으며 진화하는 표준으로 인한 재설계를 배제하여 제품의 수명 주기를 늘릴 수 있다.

현재 시스템은 점점 복잡해지고 있으며, 엄격한 기능 세이프티 표준을 충족해야 하는 모터링 동작의 전기적 제어에 의존하는 경향이 있다. 차량에서 파워 조향 보조장치를 모터로 제어하거나 엘리베이터의 리프트 및 도어 제어, 드럼 세탁기의 드럼에 벨트나 기어 없이 직접 연결된 경우 모터 동작에서 기능 세이프티는 가장 중요하다.

기능 세이프티로 설계된 모터 시스템은 잘못된 동작으로 인한 위험을 낮춘다. 갑작스러운 고장이나 체계적인 장애로 인한 고장이든, 고장이 발생하는 경우 기능 세이프티 설계는 이 장애를 감지하고 이로 인한 영향을 최소화 하도록 반응한다.

SafeTI™ 설계 패키지로 세이프티 설계 및 인증 가속화
설계자가 IEC 61508, IEC 60730 및 ISO 26262와 같은 산업 표준을 쉽게 달성하도록 TI의 새로운 SafeTI 설계 패키지는 산업, 교통, 에너지 및 의료와 같은 영역의 설계 및 인증을 가속화한다. 이러한 기능 세이프티 플랫폼은 TI가 보유한 20년 이상의 세이프티 중심 설계 전문성을 바탕으로 제작되었다.

TI의 기능 세이프티 플랫폼은 소프트웨어, 지원 문서, 독립적인 서드파티 평가 및 인증뿐만 아니라 마이크로컨트롤러에서 디지털 신호 프로세서에 이르는 아날로그 컴패니언 디바이스 및 임베디드 프로세서를 가진 설계 패키지를 포함한다.

모든 SafeTI 기능 세이프티용 임베디드 프로세싱 및 아날로그 반도체 디바이스는 TI의 다양한 제품 포트폴리오 중 일부로 제공되는 구성품을 포함하며 시스템에서 함께 사용할 수 있도록 테스트를 거친다. 이러한 SafeTI™ 하드웨어 구성품을 통해 세이프티 시스템 설계자는 여러 채널이나 시스템 차원의 하드웨어 공급업체를 이용하지 않고 해당 세이프티 목표를 쉽게 충족할 수 있다.

하드웨어뿐만 아니라 SafeTI 설계 패키지는 기능 세이프티를 위한 5가지 주요 구성품을 포함한다:

1. 기능 세이프티 가능 반도체 부품 포함: 세이프티 표준을 준수하도록 설계된 기능 세이프티 반도체 부품을 포함하여 설계자가 신뢰할 수 있는 세이프티 시스템 설계 가능

2. 개발 및 인증작업을 단축시키는 세이프티 자료, 툴 및 소프트웨어: SafeTI 자료는 제품 세이프티 아키텍처와 권장 사용방법에 관한 세이프티 매뉴얼, 상세한 세이프티 분석 보고서, 해당 표준을 요약한 세이프티 보고서 포함

3. 보조 임베디드 프로세싱 및 아날로그 부품: 보조 임베디드 프로세싱과 아날로그 부품을 포함하여 설계자가 세이프티 표준을 준수할 수 있도록 지원

4. 고품질 제조 프로세스 적용: 고품질 프로세스를 적용하여 SafeTI 부품이 부품 차원에서 ISO9001 또는 ISO/TS 16949(자동차에 관한 AEC-Q100 포함) 표준의 요구사항 충족 및 견고한 솔루션 달성

5. 세이프티 개발 프로세스: ISO 26262, IEC 61508, IEC 60730을 준수하여 감시관이 평가한 세이프티 개발 프로세스 적용

엄격한 산업 세이프티 표준 만족

국제 기능 세이프티 표준은 특정 산업 분야에 대한 기능 세이프티 기술을 구체화하고 이러한 기술이 지속적으로 적용되도록 규정하고 있다. IEC 61508은 기본 세이프티 표준으로 모든 IEC 및 일부 ISO 기능 세이프티 표준의 기초이다. 이는 분야별 표준을 위한 기초로 사용되지만, 아직 존재하지 않는 경우 직접적으로도 사용된다. IEC 61508을 참조하는 몇몇 표준은 다음과 같다:

• EN 50128 – 철도

• IEC 60601 – 의료 장비

• IEC 61511 – 프로세스 산업

• ISO 13849/ IEC 62061 – 산업 기계

• IEC 60880 – 원자력 산업

• IEC 50156 – 용광로

이러한 특정 산업 표준에서 기능 세이프티를 위한 SafeTI-61508 설계 패키지는 IEC 61508:2010에 대한 구성품 수준 적합성을 포함하며 SIL-1에서 SIL-3까지의 SIL 레벨과 SIL-4에 대한 시스템 수준 적합성을 지원한다. 위의 표준은 부담스러울 수도 있지만 SafeTI™ 기능 세이프티 설계 패키지는 엄격한 세이프티 요구조건을 충족하고 설계 및 인증 프로세스를 쉽게 할 수 있는 확신을 제공한다.

오토모티브 제품 설계자들은 SafeTI-26262 설계 패키지를 이용해 부품 차원에서 ISO 26262 표준을 준수하고 스티어링, 제동, 트랜스미션, 전기차 배터리 관리, 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS, Advanced Driver-assistance Systems) 같은 다양한 전장용 제품을 위한 ASIL-A부터 ASIL-D까지의 인증을 지원한다. TI는 ISO26262의 US 및 국제 협력 멤버이다

가전기기 개발자들은 SafeTI-60730 설계 패키지를 이용해 세탁기, 냉장고, 가정용 전기 제어 등과 같은 가전기기 설계 시 요구되는 IEC 60730/UL 1998 표준을 준수할 수 있다. 이 설계 패키지는 IEC 60730 표준을 준수하는 소프트웨어를 포함, 클래스 A에서 클래스 C까지의 요구를 충족할 수 있도록 한다.

SafeTI 설계 패키지를 위한 개발 툴 및 소프트웨어

설계 및 인증 프로세스를 간소화하기 위해 SafeTI 설계 패키지의 일부로 제공되는 여러 개발 툴과 소프트웨어를 이용할 수 있다.

• 하드웨어 세이프티 기능으로 표준 기반 SIL (Safety Integrity Level)을 지원하며 이를 통해 설계자는 시스템을 확실히 구축할 수 있다.

• 세이프티 문서는 개발 및 인증 시간을 단축시킨다.

• 세이프티 컴파일러: SafeTI ARM 컴파일러 검증 패키지로 개발 툴에 대한 자신감을 얻을 수 있다. SafeTI ARM 컴파일러 검증 패키지는 ISO 26262 및 IEC 61508 규격 준수를 위한 TI ARM 컴파일러 사용을 문서화, 분석 및 검증이 가능하다.

• GUI 기반 주변장치 구성 툴: SafeTI HALCoGen 그래픽 사용자 인터페이스는 주변장치, 인터럽트, 클록, 기타 마이크로컨트롤러 파라미터를 구성하고 주변장치 및 드라이버 코드를 생성한다. 개발자는 이 툴을 통해 새로운 프로젝트의 개발 시간을 단축하고, 이 작업을 TI의 CCS(Code Composer Studio) 통합 개발 환경(IDE) v.5로 이동하거나 또는 서드파티 IDE를 선택할 수 있다.

• ISO 26262 표준을 준수하는 MCAL 및 Safe AutoSAR 지원: TI의 MCAL(Microcontroller Abstraction Layer)와 TTTech/Vector의 AutoSAR(Safe Automotive Open System Architecture)가 지원되며, ISO 26262 AutoSAR 지원은 백터 및 일렉트로비트(Elektrobit)를 통해 이용 가능하다.

• IEC 61508 표준을 위한 인증된 RTOS 지원: 비텐스타인 하이 인티그리티 시스템(Wittenstein High Integrity System)의 SAFERTOS, 미크리엄(Micrium)의 C/OS, 익스프레스 로직(Express Logic)의 ThreadX 및 SCIOPTA RTOS을 통해 실시간 운영체제 지원된다.

모터 컨트롤 시스템에 세이프티 통합
일반적인 모터 컨트롤 시스템 블록 다이어그램은 인버터의 전압 및 전류 측정(전략적으로 결정론적으로)뿐만 아니라 모터 회전자 센서(rotor sensor)의 피드백 처리로 구성되며 이 데이터를 토크, 속도 및 위치 제어 루프의 보정을 조절하기 위한 입력으로 사용하여 최종적으로 인버터에 적합한 펄스폭 변조기(PWM) 출력을 생성한다.

이러한 폐쇄 루프는 표준적이며 다양한 부품과 하드웨어 및 소프트웨어에 따라 다르다. SafeTI 설계 패키지에 있는 TI의 임베디드 프로세서(이 경우 마이크로컨트롤러)는 이러한 과정에서 기능 세이프티를 지원한다.

인버터 전압 및 전류를 측정할 때, 설계자는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)가 기능하며 올바른 결과를 생성하는지 알아야 한다. 일반적인 방법은 필터를 통해 PWM출력을 ADC입력으로 연결하는 것이다. 이후 최대 규모 ADC 범위를 테스트할 수 있다. 일부 TI 마이크로컨트롤러는 디지털 아날로그 컨버터(DAC)를 이러한 목적에 부합하도록 통합하기도 한다.

세이프티 보장 범위를 얻기 위한 한 가지 방법은 동일한 제어 신호를 변환하는 여러 개의 ADC를 장착하는 것이다. 이를 통해 제어 프로세스에서 사용되는 실제 신호에 대한 비교를 생성할 수 있다. 여러 SafeTI MCU는 다양한 ADC를 제공하기 때문에 2개의 별도 ADC로 동일한 센서 신호를 변환하여 공통적으로 발생하는 장애를 줄일 수 있다.

대부분의 모터 시스템에서 모터의 정확한 회전자 위치를 알고 있어야 한다. 리졸버, 인코더 또는 홀 센서를 이용하는 세이프티 중심 시스템을 위해, TI는 전기기계 센서로 측정된 각도를 비교하기 위해 회전자 각도를 측정하는 소프트웨어를 제공한다.

SafeTI 설계 패키지의 마이크로컨트롤러는 퍼포먼스 헤드룸을 제공하여 “자율 감지” 각도 측정 루틴을 손쉽게 포함할 수 있도록 하드웨어 대 소프트웨어의 세이프티 특성을 포함한다. 모터의 회전자 각을 얻기 위해 2개의 분리된 여러 채널을 통해 설계자는 고가의 SIL-3 리졸버나 표준 버전의 인코더를 교체하여 시스템 비용을 줄일 수 있다.

다음 단계는 이러한 신호를 처리하는 것이다. 상업용 록 스텝(lock step) 마이크로컨트롤러 아키텍처를 선도하는 SafeTI 마이크로컨트롤러는 CPU에 대한 사이클별 진단을 제공한다. 2개의 CPU가 동일한 코드를 실행하는 동안 비교 로직은 각각의 지시가 CPU에서 동일하게 실행되고 있는지 보장하며, 일치하지 않는 경우 이를 즉시 시스템에 통보하도록 한다.

또한 이러한 CPU의 모든 로컬 플래시 및 RAM 액세스는 단일 비트 오류 보정과 이중 비트 오류 감지(SECDED) 오류 코드 보정 컨트롤러(EEC)로 확인된다. 보장 범위를 확장하기 위해 CPU와 메모리는 시동 시 기능을 검증할 수 있는 하드웨어 BIST(내장형 자율 테스트)를 갖추고 있다. 또한 임베디드 진단은 세이프티 중심 작동을 시작하기 전에 적절한 동작을 돕는 자율 테스트 기능을 포함한다.

프로세싱이 완료되었으면, 다음 단계는 적절한 PWM을 인버터로 출력이다. 이러한 출력을 입력 캡처로 연결하여 검증할 수 있다. SafeTI 마이크로컨트롤러는 eCAP 및 고급 타이머 모듈을 통해 이러한 목적에 부합하는 추가 입력 캡처를 제공한다. 시스템 적용 범위를 확장하기 위해 설계자는 전환이 기대치 내 있는지 검증하기 위해 적절한 신호 조건화를 이용하여 모터 페이즈를 입력 캡처로 연결할 수 있다.

산업, 의료 및 에너지 기능 세이프티 모터 컨트롤 SafeTI 설계 패키지

SafeTI-61508 설계 패키지의 최신 마이크로컨트롤러는 세이프티가 중시되는 설계의 모터 컨트롤에 최적화되었다. 이 패키지는 산업 자동화, 의료 모니터링 및 에너지 애플리케이션에서 모터 컨트롤를 위해 설계된 Hercules™ RM46x와 RM42x ARM® 코어텍스™-R4 세이프티 마이크로컨트롤러를 포함하고 있다. Hercules RM46x/RM42x 세이프티 마이크로컨트롤러는 15개의 디바이스를 포함하며 USB 및 CAN을 제공하며 전체 산업 온도 범위에서 동작한다.

Hercules RM46x 부동소수점 세이프티 마이크로컨트롤러는 추가 메모리 및 성능 구성과 향상된 모터 컨트롤 성능을 제공하며, 생산에 적합한 Hercules RM48x 세이프티 마이크로컨트롤러과 핀 호환이 가능하다. 새 Hercules RM42x 세이프티 마이크로컨트롤러는 세이프티 표준을 충족하면서 모터 컨트롤 인터페이스를 통합하여 한층 소형화된 패키지로 저렴한 가격대의 보급형 솔루션을 제공한다.

패키지: LQFP: 144핀 -20×20; nfBGA: 337 pin-16×16, 0.8mm; -40C ~ 105C 온도 범위

패키지: LQFP: 100핀 -40C ~ 105C 온도 범위

오토모티브 및 트랜스포테이션 기능 세이프티 모터 컨트롤 SafeTI 설계 패키지

오토모티브 및 트랜스포테이션의 설계 및 인증을 가속화하기 위해, TI는 SafeTI-26262 및 SafeTI-61508 설계 패키지에 12종의 새로운 Hercules TMS570 ARM 코어텍스-R4 세이프티 마이크로컨트롤러를 새롭게 출시했다.

최신 디바이스와 함께 추가된 플렉스레이(FlexRay™, 오토모티브에 주로 사용되는 세이프티 중심 프로토콜)는 레일 추진 컨트롤, 항공기 미끄럼 방지 컨트롤, 전동 파워 스티어링, 에어백 배치, 하이브리드 및 전기차, 펌프, 컴프레셔 등과 같은 트랜스포테이션 모터 애플리케이션에 적합하도록 –40°C ~ +125°C 온도범위에서 작동하며, AEC-Q100과 호환된다.

최신 Hercules TMS570 세이프티 마이크로컨트롤러는 제품 라인이 36개로 확장해 고객들은 각자의 특정 애플리케이션 요구에 적합한 제품을 편리하게 선택할 수 있게 되었다. 새 Hercules TMS570LS12x/11x 부동소수점 세이프티 마이크로컨트롤러는 확장된 모터 컨트롤 기능과 함께 추가 메모리 및 성능 구성을 제공하는 반면 Hercules TMS570LS04x/03x 세이프티 마이크로컨트롤러는 통합 모터 컨트롤 인터페이스와 함께 소형화된 패키지의 보급형 솔루션을 제공한다.

패키지: LQFP: 144pin -20×20; nfBGA: 337 pin-16×16, 0.8mm; -40C ~ 125C 온도 범위

패키지: LQFP: 100핀 -40C ~ 125C 온도 범위

TI의 SafeTI-61508 및 SafeTI-26262 패키지에 포함된 Hercules RM4x 세이프티 마이크로컨트롤러를 이용하면 손쉽게 개발을 시작할 수 있다.

• 세이프티 매뉴얼과 세이프티 분석 보고서를 포함한 세이프티 자료 제공: 이들 자료에서는 세이프티 애플리케이션에서의 Hercules 마이크로컨트롤러 구현 방법과 결함 모드, 결함이 미치는 영향, 세이프티 표준을 충족하기 위해서 요구되는 결함 비율 정보를 제공하는 진단 분석(FMEDA)에 대한 설명되어 있다.

• Hercules 개발 키트 – 저렴함 USB 스틱으로 Hercules RM4x 마이크로컨트롤러 (TMDXRM48USB) 또는 Hercules TMS570 마이크로컨트롤러 (TMDXLS31USB)를 신속하게 작동할 수 있다. Hercules RM4x 마이크로컨트롤러 (TMDXRM42HDK 또는TMDXRM46HDK) 및 Hercules TMS570 마이크로컨트롤러 (TMDXLS04HDK 또는 TMDXLS12HDK)를 위한 전 기능 개발 키트 개발 보드, TI의 Code Composer Studio™ 통합 개발 환경 IDE), HALCoGen 주변 장치 구성 툴, BIST 실행 및 오류 강제 모드를 보여주는 세이프티 데모를 포함한다.

• Hercules 모터 컨트롤 키트 – Hercules RM46x 모터 컨트롤 키트 (DRV8301-RM46-KIT) 또는 Hercules TMS570 모터 컨트롤 키트 (DRV8301-LS12-KIT)로 보다 안전하게 모터를 구동할 수 있다. 이 키트에는 RM46x controlCARD (TMDXRM46CNCD) 또는 TMS570 controlCARD (TMDXLS12CNCD)가 포함되며 TPS65381-Q1 전원 공급장치, DRV8301 EVM 및 테크닉(Teknic) 서보 모터와 함께 독립적으로 이용할 수도 있다. 또한 TI의 MotorWare™ 소프트웨어를 제공하며, 이 소프트웨어는 위치 선서에 대한 중복적/세이프티 채널로서 “자율 감지” 피드백을 지원하는 FOC(Field-Oriented-Control) 알고리즘과 ARM® CMSIS DSP 라이브러리 및 내장 세이프티 지원을 갖춘 HALCoGen 주변장치 라이브러리를 이용한 예제 프로젝트를 포함한다.

• SafeTI ARM® 컴파일러 검증 키트 – TI의 새로운 컴파일러 검증 키트를 이용함으로써 개발 툴에 대한 확신을 높일 수 있다. ISO 26262 및 IEC 61508 인증에 대한 요구를 충족하기 위해 TI ARM 컴파일러 사용에 대해 문서화, 분석 및 검증이 가능하다. 시제품(early adopter release)은 판매 중이며, 2013년 1분기에 정식 출시 될 예정이다.

• ISO 26262를 준수하기 위한 AutoSAR® 소프트웨어 – TTTech/Vector를 통해 ASIL D를 충족하는 보호 메커니즘을 제공하는 AutoSAR(Safe Automotive Open System Architecture) 지원 및 벡터(Vector)와 일렉트로비트(Elektrobit)가 제공하는 ISO 26262 AutoSAR 지원을 이용할 수 있다.

가전기기 모터 컨트롤 SafeTI 설계 패키지
SafeTI-60730 설계 패키지는 세이프티 매뉴얼, 관리자 소프트웨어 기능 및 추가 세이프티 기능 위한 라이브러리를 포함한다. 비용 효과적인 C2000™ Piccolo™ 마이크로컨트롤러를 대상으로 하는 이 패키지를 통해 설계자는 실시간 모터 컨트롤 성능을 잃지 않고도 IEC 60730 요구사항을 보다 쉽게 충족할 수 있다.

보조적인 아날로그
SafeTI-61508 및 SafeTI-26262 설계 패키지 중 일부인 보조 멀티레일 전원 공급장치 TPS65381-Q1 PMIC는 단일 디바이스에 여러 대의 전원 공급장치와 전압 모니터링과 같은 세이프티 기능을 결합해 설계 시간과 보드 공간을 절약한다.

PMIC의 기능 세이프티 아키텍처는 질의-응답 와치독, MCU 오류 신호 모니터, 내부 오실리에이터에 대한 클록 모니터링, 클록 모니터에 대한 자가 검사, 비휘발성 메모리에 대한 CRC, 마이크로컨트롤러에 대한 리셋 회로 등의 기능을 통합하였다. 그외에도 BIST 기능으로 스타트업시 디바이스 기능을 모니터링 할 수 있으며, 전용 진단 기능으로 마이크로컨트롤러가 PMIC 세이프티 기능을 검사 할 수 있다.

이러한 임베디드 세이프티 기능으로, 모니터링 마이크로컨트롤러를 추가할 필요가 없으며 비용, 보드 공간 및 소프트웨어 개발 시간을 단축할 수 있다.

DRV3201-Q1 세이프티 모터 드라이버는 기능 세이프티 오토모티브 및 트랜스포테이션 모터 컨트롤 설계에도 사용될 수 있다. 업계 최초로 스타트/스탑(start/stop) 기능을 지원하는 모터 드라이버로서, 실용적인 세이프티 아키텍처로 다양한 기능을 통합했다.

통합된 기능에는 VDS(Voltage Drain-to-Source) 모니터링, 페이즈 컴퍼레이터(phase-comparator), 슛 스루(shoot through) 보호, 데드 타임 컨트롤, 온도 경고 및 보호 기능, 저/과전압 보호를 위한 배터리 전압 검출 등이 있다. 모터 드라이버는 오토모티브 3페이즈 브러시리스 DC 모터에 이용 가능한 브리지 드라이버를 포함하며, 최대 250nC 전하에 이르는 정상 레벨 N채널 MOSFET 트랜지스터를 구동할 수 있는 6개의 전용 드라이버를 제공한다.

결론

세이프티에 대한 인식의 확대와 산업 표준이 더욱 엄격해지고 있는 시점에서, 설계는 더욱 복잡해지며, 인증은 더욱 까다로워지고 있다. 그러나 www.ti.com/safeti의 SafeTI 설계 패키지를 통해 클릭 한 번만으로 이 모든 기능 세이프티 설계를 쉽게 만들 수 있다.

 

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마이크로칩, 업계 최저 소비전력 LoRa SiP 제품군 출시

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원거리 무선 커넥티비티 및 시스템 배터리 수명 증대 구현

LoRa® (Long Range) 기술은 저전력 성능과 원거리 무선 커넥티비티를 결합해 사물인터넷(IoT)의 통신 거리를 넓히고 있다. 마이크로컨트롤러, 혼합 신호, 아날로그 반도체 및 플래시-IP 솔루션 분야의 세계적인 리더인 마이크로칩테크놀로지(북아시아 총괄 및 한국 대표: 한병돈)는 LoRa 기반 커넥티드 솔루션 개발을 가속화하기 위해 초저전력 32비트 마이크로컨트롤러(MCU), sub-GHz RF LoRa 트랜시버 및 소프트웨어 스택을 갖춘 고도로 통합된 LoRa 시스템 인 패키지 (SiP, System-in-Package)를 출시했다고 밝혔다. SAM R34/35 SiP 는 인증된 레퍼런스 디자인과 함께 주요 LoRaWAN™ 게이트웨이와 네트워크 제공 업체를 통해 검증된 상호운용성을 제공하므로 하드웨어, 소프트웨어 및 지원을 통해 전체 개발 프로세스를 크게 간소화할 수 있다. 이들 디바이스는 슬립 모드에서 업계 최저 소비전력을 지원하고 원격 IoT 노드의 배터리 수명을 더욱 늘려 준다.

대부분의 LoRa 엔드 디바이스는 장시간 슬립 모드를 유지하며 적은 양의 데이터 패킷을 전송할 경우에만 깨어나 동작한다. 초저전력 SAML21 Arm® Cortex® -M0+ 기반 MCU가 탑재된 SAM R34 디바이스는 전력 소비를 크게 줄이고 엔드 애플리케이션에서의 배터리 수명을 연장할 수 있도록 최저790nA에 불과한 소비전력으로 슬립 모드를 지원한다. 소형 6×6 mm 패키지에 고도로 통합된 SAM R34/35 제품군은 작은 폼팩터 설계 및 수년간의 배터리 수명을 요하는 장거리용 저전력 IoT 애플리케이션에 적합하다.

이러한 초저 소비전력 외에도, 개발자들은 간소화된 개발 프로세스를 통해 애플리케이션 코드를 마이크로칩의 LoRaWAN 스택과 결합하여 Atmel Studio 7 SDK(Software Development Kit)로 지원되는 ATSAMR34-XPRO 개발 보드(DM320111)를 활용하여 신속히 프로토타입을 제작해 보다 빠른 디자인을 구현할 수 있다. FCC(Federal Communications Commission), IC(Industry Canada), RED(Radio Equipment Directive) 로부터 인증 받은 이 개발 보드를 통해 개발자들은 자신들의 설계가 여러 지역에 걸쳐 규제기관 요건을 충족시킬 수 있을 것이라는 신뢰성을 확보할 수 있다.

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LoRa 기술은 저전력 애플리케이션이 LoRaWAN 오픈 프로토콜을 통해 지그비®(Zigbee®), Wi-Fi® 및 Bluetooth® 대비 훨씬 넓은 범위에서 통신할 수 있도록 설계됐다. 스마트 도시, 농업 모니터링 및 공급망 추적과 같은 다양한 응용 분야에 적합한 LoRaWAN은 도시 및 농촌 환경에서 모두 동작할 수 있는 유연한 IoT 네트워크를 구현한다. 로라 얼라이언스(LoRa Alliance™)에 따르면, LoRaWAN 사업자 수는 1년새 40곳에서 80곳으로 2배 이상 증가했으며, 100여개가 넘는 국가에서 LoRaWAN 네트워크를 활발하게 구축하고 있다.

마이크로칩의 무선 솔루션 사업부 부사장인 스티드 콜드웰 (Steve Caldwell)은 “LoRa 생태계는 급속한 성장 단계에 접어들고 있으며, 마이크로칩은 로라 얼라이언스(LoRa Alliance)의 창립 멤버로서 LoRa 기술 성공을 위한 강력한 성장 동력이다”라고 전하며, “마이크로칩은 SAM R34를 통해 무료 소프트웨어, 우수한 고객 지원 및 신뢰할 수 있는 공급 등의 혜택을 제공하는 소형 및 저전력 디바이스를 위한 종합 공급업체로서 명성을 이어나간다”고 덧붙였다.

SAM R34/35 제품군은 마이크로칩의 LoRaWAN 스택 지원과 인증 및 검증된 칩 패키지를 통해 고객의 위험 부담을 낮추고 RF 애플리케이션 설계를 가속화할 수 있도록 돕는다. 862-1020 MHz 범위에서 동작하는 전세계 LoRaWAN 지원으로 개발자는 디자인 프로세스를 간소화하고 재고 부담을 줄이는 동시에 어느 곳에서나 단일 가변부(part variant)를 이용할 수 있다. SAM R34/35 제품군은 특허권을 보유한 포인트 투 포인트 연결은 물론 Class A, Class C 엔드 디바이스를 지원한다.

마이크로칩의 SAM R34/35 LoRa 제품군은 6가지 변형 디바이스로 출시되어 개발자들에게 엔드 애플리케이션을 위한 주변장치 및 메모리의 최적 조합을 선택할 수 있는 유연성을 제공한다. 해당 제품군은 64-리드 TFBGA 패키지로 제공되는 SAM R34 디바이스와 USB 인터페이스가 없는 SAM R35 디바이스를 포함한다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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방산-등급 XQ 울트라스케일+ 제품 포트폴리오 주요 기능

적응형 및 지능형 컴퓨팅 부문의 선두주자인 자일링스(지사장 안흥식)는 방산-등급의 XQ 울트라스케일+(UltraScale+) 제품 포트폴리오를 출시했다고 밝혔다. 이 포트폴리오는 울트라스케일+ 아키텍처 제품의 이점을 제공할 뿐 아니라, 항공우주 및 방위산업의 주요 요구사항을 해결하기 위해 확장된 온도범위와 견고한 패키지를 기반으로 제공된다.

XQ 징크(Zynq®) 울트라스케일+ MPSoC 및 RFSoC를 비롯해 XQ 울트라스케일+ 킨텍스(Kintex®) 및 버텍스(Virtex®) FPGA로 구성된 새로운 제품들은 최고 수준의 보안 및 신뢰성을 필요로 하고, 크기/무게/전력(SWaP)에 민감한 까다로운 동작 환경을 위해 업계에서 가장 광범위한 라인을 갖춘 고성능 프로그래머블 실리콘 솔루션이다.

이 포트폴리오에는 유연하게 동적으로 재구성이 가능한 고성능 프로그래머블 로직 및 DSP를 비롯해 16Gb/s 및 28Gb/s 트랜시버, 쿼드-코어 Arm® Cortex™-A53 임베디드 프로세서와 듀얼-코어 Arm Cortex-R5 임베디드 프로세서로 구성된 업계 최초의 방산-등급 이기종 멀티 프로세서 SoC 디바이스를 포함하고 있다.

자일링스는 “XQ 울트라스케일+ 제품 포트폴리오는 항공우주 및 방위산업 애플리케이션을 위한 향상된 최첨단 단일 칩 솔루션”이라며, “TSMC의 16나노미터 핀펫(FinFET) 공정 기술을 기반으로 고도의 통합 솔루션을 구현함으로써 이전 세대 제품에 비해 와트당 성능이 최소 두 배까지 향상”됐다고 밝혔다.

방산-등급 XQ 울트라스케일+ 제품 포트폴리오 주요 기능

방산-등급 XQ 울트라스케일+ 제품 포트폴리오 주요 기능

또한 이 포트폴리오의 고집적 프로그래머블 SoC는 일반적으로 고객들이 소싱을 해야 하거나 다중 칩을 사용해야 하는 방식에 비해 상당한 이점을 제공한다. 이 디바이스는 민간 및 군용 항공기는 물론, 확장된 온도범위와 안정적인 환경, 긴 수명 및 최고 수준의 보안을 지원해야 하는 다른 방위 시스템 애플리케이션에 이상적인 SWaP 요건을 비롯해 다른 여러 이점을 제공한다.

데이비드 감바(David Gamba) 자일링스 항공우주 및 방위 사업부문 선임이사는 “이 새로운 라인은 현재 공급되고 있는 울트라스케일 및 7 시리즈 방산-등급 제품군을 기반으로 구현”됐으며, “고객들이 가장 까다로운 애플리케이션 요건을 충족시킬 수 있도록 여러 강력한 옵션”을 제공한다고 밝혔다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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스마트기계

인피니언, 산업용 저전력 모터 드라이브용 고성능 IPM CIPOS™ Maxi 출시

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인피니언, 모터 드라이브용 IPM CIPOS™ Maxi

인피니언 테크놀로지스(코리아 대표이사 이승수)는 자사의 지능형 전력 모듈(IPM) 제품군에 새로운 제품을 추가했다. CIPOS™ Maxi IM818 시리즈는 다양한 전력 및 제어 소자들을 통합하여 신뢰성을 높이고 PCB 크기와 시스템 비용을 최적화한다. CIPOS™ Maxi는 1200V IPM으로는 업계 최소형인 DIP 36x23D 패키지로 제공되며 동급 최고의 전력 밀도와 성능을 제공한다.

회사측은 CIPOS Maxi가 HVAC(난방, 환기, 냉방) 시스템의 모터, 펌프, 팬, 능동 PFC 애플리케이션의 저전력 드라이브에 사용하기에 적합하다고 밝혔다. 이 제품은 최대 1.8kW 전력 정격으로 5A 및 10A 제품들로 구성되었다.

인피니언, 모터 드라이브용 IPM CIPOS™ Maxi

인피니언, 모터 드라이브용 IPM CIPOS™ Maxi

IM818 시리즈는 절연형 듀얼-인-라인 몰드 하우징을 채택함으로써 열 성능과 전기 절연이 우수하다. 까다로운 디자인의 EMI 요건과 과부하 보호 요구를 충족한다. 보호 기능에 더해서 별도의 UL 인증 온도 서미스터를 내장하였다. 또한 CIPOS Maxi는 견고한 6채널 SOI(Silicon-On-Insulator) 게이트 드라이버를 포함하여 데드 타임 기능을 사용해서 트랜션트로 인한 손상을 방지한다.

또한 모든 채널에서 저전압 록아웃 기능과 과전류 셧다운 기능을 제공한다. 또한 다기능 핀을 사용해서 다양한 용도에 따라서 설계 유연성을 높인다. 하측 이미터 핀을 액세스하여 모든 위상 전류 모니터링을 할 수 있으므로 디바이스를 손쉽게 제어할 수 있다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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